化学电源基本概念.ppt

蓄电池的循环寿命和使用周期:循环寿命(使用周期)在一定的放电条件下，当电池的容量降到某一规定值之前，电池耐受的充放电循环次数影响电池循环寿命的因素不同的电池使用周期是不相同的，例如：一般说来，Fe－Ni，Cd－Ni电池的使用寿命可达数千次。铅蓄电池约300－500次，Zn－Ag电池约40－100次。另外，蓄电池的使用寿命与放电深度、沉度、充放电率等条件都有关。（放电深度是指电池放出的容量与额定容量的百分比）。第31页,共34页，2024年2月25日，星期天四、电极的组成、结构和成型方法电极的组成：主要成分导电组分添加剂电极的结构：整体电极多孔电极第32页,共34页，2024年2月25日，星期天三相多孔电极：电化学反应发生在固液气三相界面上两相多孔电极：电化学反应发生在固液两相界面上多孔电极最大的贡献实质上就是增大了电极的面积，从而降低了电极的极化，提高了活性物质的利用率。第33页,共34页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第34页,共34页，2024年2月25日，星期天关于化学电源基本概念本章重点：化学电源的组成和工作原理：构成电池的必要条件；化学电源的基本组成部分及其作用。化学电源的主要性能：开路电压和电动势的意义及区别；内阻及其对电池性能的影响；工作电压及放电曲线的意义；容量、比容量、放电时率与放电倍率，利用率及其影响因素；能量，高比能量电池的条件；功率及其影响因素；自放电及其影响因素。第2页,共34页，2024年2月25日，星期天一、化学电源的组成和工作原理构成电池的必要条件：化学反应中的两个过程必须分隔在两个区域进行。（区别于一般的化学反应）物质在发生氧化还原反应时，电子必须经过外电路。（区别于腐蚀电池）第3页,共34页，2024年2月25日，星期天化学电源的基本组成部分及其作用：电极电解质隔膜外壳第4页,共34页，2024年2月25日，星期天化学电源的工作原理：以丹尼尔电池为例讨论化学电源的工作原理：丹尼尔电池：（－）Zn│ZnSO4（c1）‖CuSO4（c2）│Cu(+)负极：Zn－2e→Zn2＋氧化正极：Cu2＋＋2e→Cu还原电池反应：Zn＋Cu2＋→Zn2＋＋Cu—成流反应第5页,共34页，2024年2月25日，星期天二、化学电源的分类按工作性质分：原电池，又称一次电池蓄电池，又称二次电池储备电池，又称激活式电池燃料电池，又称连续电池电化学电容器：超大容量或者超级电容器，介于传统电容器和电池之间的新型电源；分为双电层电容器和赝电容器第6页,共34页，2024年2月25日，星期天按电解质的性质分：电解质为碱性水溶液—碱性电池电解质为中性水溶液—中性电池电解质为酸性水溶液—酸性电池电解质为有机电解质溶液—有机电解质电池电解质为固体电解质—固体电解质电池第7页,共34页，2024年2月25日，星期天按正负极活性物质的材料分：Zn-MnO2系列电池。Zn－AgO系列电池Cd-NiOOH电池铅酸电池氢镍电池锂离子电池等等第8页,共34页，2024年2月25日，星期天活性物质的保存方式分：活性物质保存在电极上通常的一次、二次电池活性物质从外边连续供给电极燃料电池第9页,共34页，2024年2月25日，星期天三、化学电源的主要性能电池的开路电压与电动势：电动势E：电池两极断路时，处于热力学平衡状态下，两极平衡电位之差。开路电压V开：电池断路时，两极的稳定电位之差。第10页,共34页，2024年2月25日，星期天电池的电动势的大小是通过电池热力学原理理论计算获得，不能实验测定。即：由此可以明确地看出，若正极的电位越正，负极的电位越负，电池的电动势也就越高。从元素的标准电位序来看，在元素周期表左上边的元素（IA,IIA族）具有较负的电位，右上边的元素（VIA,VIIA族）具有较正的电位。由这些元素组成的电池可以得到较高的电动势。第11页,共34页，2024年2月25日，星期天其中以Li的电位为最负：(在酸性介质中)氟的电位为最正：若做成锂氟电池，其电动势可达5.91V。这是化学电源中电动势最高的数值。应当注意的是，在选择电极活性物质时，不能只看平